内燃機関の燃料噴射制御装置
【課題】単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の空燃比を適正な値に保つ燃料噴射装置を提供する。
【解決手段】エンジン１０は単気筒内燃機関である。このエンジン１０の吸気管１１には、吸気流量を調整するスロットルバルブ１４が設けられている。また、吸気管１１のスロットルバルブ１４よりも下流側には、吸気管圧力センサ１６及びインジェクタ１７が設けられている。ＥＣＵ５０は、都度の吸気行程の吸気圧を吸気管圧力センサ１６により検出する。そして、ＥＣＵ５０は、前回の吸気行程の吸気圧に応じた噴射量の主噴射を、前回の吸気行程終了から今回の吸気行程開始までの所定タイミングにて実施する。また、ＥＣＵ５０は、今回の吸気行程の吸気圧に基づいて、主噴射の噴射量の不足分を補う追加噴射を今回の吸気行程にて実施する。
【解決手段】エンジン１０は単気筒内燃機関である。このエンジン１０の吸気管１１には、吸気流量を調整するスロットルバルブ１４が設けられている。また、吸気管１１のスロットルバルブ１４よりも下流側には、吸気管圧力センサ１６及びインジェクタ１７が設けられている。ＥＣＵ５０は、都度の吸気行程の吸気圧を吸気管圧力センサ１６により検出する。そして、ＥＣＵ５０は、前回の吸気行程の吸気圧に応じた噴射量の主噴射を、前回の吸気行程終了から今回の吸気行程開始までの所定タイミングにて実施する。また、ＥＣＵ５０は、今回の吸気行程の吸気圧に基づいて、主噴射の噴射量の不足分を補う追加噴射を今回の吸気行程にて実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関に適用される燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集合吸気式の多気筒内燃機関を対象とし、車載内燃機関の燃焼サイクル毎に、主噴射及び追加噴射の２種類の燃料噴射を実施する燃料噴射制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された燃料噴射制御装置では、排気行程においてその時の吸気圧に基づいて燃料噴射量を算出するとともにその噴射量により主噴射を排気行程中に実施する。加えて、吸気行程終了前の吸気圧に基づいて吸気行程終了時の吸気圧を推定し、推定した吸気圧に基づいて燃料噴射量を算出するとともにその噴射量の追加噴射を吸気行程中に実施するようにしている。この燃料噴射制御装置によれば、主噴射から追加噴射までの間に負荷変動が生じたとしても、追加噴射によって主噴射による噴射量の不足分を補うことができる。これにより内燃機関の空燃比を適正な値に保とうとしている。
【特許文献１】特開２００５−６９０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、集合吸気式の多気筒内燃機関と単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関とでは、内燃機関の負荷変動に対する吸気圧の変化の態様が異なる。すなわち、単気筒内燃機関では１つの気筒が１つの吸気管に接続されている。また、独立吸気式の多気筒内燃機関では複数気筒が互いに異なる吸気管に接続されている。そのため、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関では、燃料噴射対象の気筒の吸気行程でのみ吸気圧が内燃機関の負荷変動と相関し、吸気行程以外の行程では吸気圧が負荷変動と相関しない。したがって、特許文献１に記載された技術を単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関に適用したとしても、これらの内燃機関の空燃比を適正な値に保つべく、適正な燃料噴射制御を実施することができない。
【０００４】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の空燃比を適正な値に保つ燃料噴射装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００６】
本発明は、単気筒内燃機関又は独立吸気式の多気筒内燃機関に適用され、内燃機関の空燃比を適正な値に保つべく同内燃機関の燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置である。そして、請求項１に記載の発明では、吸気通路内の吸気圧を都度の吸気行程にて取得し、前回の吸気行程にて取得された吸気圧に応じた噴射量の主噴射を、前回の吸気行程終了から今回の吸気行程開始までの所定タイミングにて実施し、今回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて、上記主噴射による噴射量の不足分を補う追加噴射を今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施する。
【０００７】
ここで、単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関では、燃料噴射対象の気筒の吸気行程でのみ吸気圧が内燃機関の負荷変動と相関し、吸気行程以外の行程では吸気圧が負荷変動と相関しない。そのため、単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関では、上述の如く前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までに実施する主噴射の噴射量は、前回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて算出される。したがって、前回の吸気行程終了後から主噴射までの間に内燃機関の負荷が変動し、今回の吸気行程において気筒内に供給される空気量（供給空気量）が増加した場合には、その供給空気量に対して主噴射による噴射量が不足する。
【０００８】
一方、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の吸気通路の容積は、集合吸気式の多気筒内燃機関の吸気通路の容積よりも小さくなると考えられる。すなわち、集合吸気式の多気筒内燃機関では、複数気筒が１つの吸気通路に接続されていることから、吸気通路の容積が相対的に大きくなる。これに対して、単気筒内燃機関では１つの気筒が１つの吸気通路に接続されており、また独立吸気式の多気筒内燃機関では複数気筒が互いに異なる吸気通路に接続されている。その結果、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の吸気通路の容積は相対的に小さくなる。そのため、単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関では、吸気行程の吸気圧が内燃機関の負荷と良好に相関する。
【０００９】
したがって、上述の如く今回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて追加噴射を今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施することにより、供給空気量に対する主噴射による噴射量の不足分を追加噴射で好適に補うことができる。これにより内燃機関の空燃比を適正な値に保つことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、都度の吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、取得された複数の吸気圧の推移に基づいて、追加噴射の噴射量を算出する。こうして算出された追加噴射の噴射量が１つの吸気圧に基づいて算出された追加噴の噴射量よりも適正な噴射量となることが考えられる。この場合、内燃機関の空燃比を精度よく制御することができる。
【００１１】
ここで、吸気下死点における吸気圧は、内燃機関の負荷と相対的に良好に相関する。そのため、吸気行程の吸気下死点以前に取得された吸気圧に基づいて吸気下死点における吸気圧を推定し、推定された吸気下死点における吸気圧に基づいて追加噴射の噴射量を算出してもよい（請求項３）。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、吸気通路にサージタンクのない内燃機関に適用される。こうした内燃機関では、吸気通路にサージタンクを備える内燃機関よりも吸気通路の容積が小さい。その結果、吸気行程の吸気圧とその吸気行程における供給空気量とが一層良好に相関する。これにより、内燃機関の空燃比を一層精度よく制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。本実施形態は、単気筒内燃機関である二輪車用４サイクルガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射制御を実施することとしている。先ずは、図１を参照しながら、エンジン制御システム全体の概略構成について説明する。
【００１４】
図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、その下流側にはスロットルバルブ１４が設けられている。エアクリーナ１２には吸気温を検出するための吸気温センサ１３が設けられ、スロットルバルブ１４にはスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５が設けられている。スロットルバルブ１４の下流側には吸気管１１内の圧力（以下「吸気圧」という）を検出するための吸気管圧力センサ１６が設けられている。さらに、吸気管１１の吸気ポート近傍には、燃料噴射弁としての電磁駆動式のインジェクタ１７が取り付けられている。この吸気管１１にはサージタンクが設けられていない。
【００１５】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開弁により空気と燃料との混合気が気筒２３内に導入され、排気バルブ２２の開弁により燃焼後の排気が排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等からなる点火装置２６を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、気筒２３内に導入された混合気が着火され燃焼に供される。
【００１６】
排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられている。また、エンジン１０には、同エンジン１０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状の検出信号を出力するクランク角センサ３４が設けられている。また、燃料系において、燃料タンク４１内にはインタンク式の燃料ポンプモジュール４２が設けられており、燃料タンク４１内の燃料が燃料配管４３を介してインジェクタ１７に供給されるようになっている。
【００１７】
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ５０には、上述した吸気管圧力センサ１６及びクランク角センサ３４に加え、エンジン１０の冷却水温や油温などのエンジン温度を検出する温度センサ３５が接続されている。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することにより、エンジン１０の各部を制御する。例えば、ＥＣＵ５０はインジェクタ１７を操作してエンジン１０の燃料噴射制御を実施する。
【００１８】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、吸気圧の変化と、吸気管１１内から気筒２３内へ単位時間当たりに流れる空気量（以下「吸入空気量」という）の変化とについて説明する。図２はクランク角度位置に対する各物理量の推移を示す図であり、（ａ）はアクセル操作量の推移、（ｂ）は吸気圧の推移、（ｃ）は吸入空気量の推移を示すグラフである。なお、図２では、クランク角度位置θ１４においてアクセル操作量が増加すること、具体的にはアクセルグリップが加速側に操作されることを想定している。
【００１９】
図２に示すクランク角度位置θ１１において吸気行程が開始されると、吸気管１１内の空気が気筒２３内へ吸い込まれ（図２（ｃ）参照）、結果として吸気圧が負圧となる（図２（ｂ）参照）。クランク角度位置θ１１以降では、吸入空気量が、ピストン２７の降下に伴って吸気行程開始（θ１１参照）からピストン２７の吸気下死点近傍（θ１２参照）にかけて増大する（図２（ｃ）参照）。その結果、吸気圧が吸気行程開始から吸気下死点近傍にかけて低下する（図２（ｂ）参照）。
【００２０】
その後、クランク角度位置θ１３において吸気行程が終了すると、吸入空気量が０となる（図２（ｃ）参照）。その結果、吸気行程終了（θ１３参照）から次回の吸気行程開始（θ１５参照）にかけて、吸気圧が大気圧近傍の圧力まで上昇する（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
クランク角度位置θ１４においてアクセル操作量が増加すると、スロットルバルブ１４の開度が大きくなる。その結果、クランク角度位置θ１５〜θ１６の吸気行程において気筒内２３に供給される空気量（以下「供給空気量」という）は、クランク角度位置θ１１〜θ１３の吸気行程における供給空気量よりも多くなる。一方、クランク角度位置θ１５〜θ１６の吸気行程における吸気圧は、クランク角度位置θ１１〜θ１３の吸気行程における吸気圧よりも大きくなる。
【００２２】
このように、吸気行程の吸気圧は、その吸気行程の吸入空気量に相関し、その吸気行程における供給空気量（吸入空気量の積分値：図２に示す斜線部の面積に相当）と相関する。特にエンジン１０は、２輪車用の単気筒内燃機関であり、吸気管１１にサージタンクを備えていないため、吸気管１１の容積が小さくなっている。すなわち、２輪車用のエンジン１０では吸気管１１の長さが四輪車用の内燃機関よりも短くなっている。また、単気筒のエンジン１０では１つの気筒２３が１つの吸気管１１に接続されている。さらに、エンジン１０は吸気管１１にサージタンクを備えていない。その結果として、吸気管１１の容積が小さくなっている。これにより、エンジン１０では、吸気圧の変化がなまされず、吸気行程の吸気圧が供給空気量と良好に相関する。
【００２３】
ところで、集合吸気式の多気筒内燃機関では、複数気筒が１つの吸気管に接続されている。また、複数気筒のうち一の気筒に着目した場合において、一の気筒の吸気行程以外の行程に他の気筒の吸気行程が割り当てられている。そのため、一の気筒に関しその燃焼サイクルの吸気行程の吸気圧に加え、他の行程の吸気圧も供給空気量に相関する。特に４気筒以上の集合吸気式の多気筒内燃機関では、都度のサイクルの全行程の吸気圧が供給空気量に相関することとなる。そのため、前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までに実施する主噴射の噴射量は、その噴射直前の吸気圧に基づいて算出することができる。これにより、前回の吸気行程終了後から主噴射までの間にエンジン負荷が増大し、供給空気量が増加したとしても、その供給空気量の増加に対して主噴射による燃料噴射量（以下「主噴射量」という）を増量することで、内燃機関の空燃比を適正に保つことができる。
【００２４】
これに対して、単気筒のエンジン１０では、１つの気筒２３が１つの吸気管１１に接続されていることから、気筒２３の吸気行程でのみ吸気圧が供給空気量に相関し、吸気行程以外の行程では吸気圧が供給空気量に相関しない。そのため、上述の如く前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までに実施する主噴射の噴射量は、前回の吸気行程の吸気圧に基づいて算出する必要がある。そのため、前回の吸気行程終了後から主噴射までの間にエンジン負荷が増大し、供給空気量が増加した場合には、供給空気量に対して主噴射量が不足することとなる。
【００２５】
そこで、本実施形態では、都度の燃焼サイクル毎に主噴射及び追加噴射の２種類の燃料噴射を実施するようにしている。ここで、主噴射とは前回の吸気行程の吸気圧に応じた噴射量の燃料噴射である。この主噴射は、前回の吸気行程終了から今回の吸気行程開始前までの所定タイミングにて実施される。一方、追加噴射とは今回の吸気行程の吸気圧に応じた噴射量の燃料噴射である。この追加噴射は、供給空気量に対する主噴射量の不足分を補うべく、今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施される。
【００２６】
次に、図３，４を参照しながら、主噴射制御及び追加噴射制御について詳説する。図３は主噴射制御プログラムの流れを示すフローチャートであり、図４は追加噴射制御プログラムの流れを示すフローチャートである。これらのプログラムは、ＥＣＵ５０により所定周期（所定クランク角ごとに又は所定時間周期）で実行される。
【００２７】
（主噴射制御）
図３に示すステップＳ１０では、ＥＣＵ５０は、クランク角度センサ３４の検出信号に基づいてクランク角度位置を算出し、そのクランク角度位置の算出値が主噴射用の吸気圧取得位置であるか否かを判定する。ここで、吸気圧取得位置とは、吸気行程中の所定タイミングとして予め設定されたクランク角度位置である。この主噴射用の吸気圧取得位置は、吸気行程の吸気圧とその吸気行程における供給空気量とが最も良好に相関するクランク角度位置（例えば、吸気下死点のクランク角度位置）に設定することが望ましい。
【００２８】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置であると判定すると、ステップＳ１１の処理に進み、ステップＳ１０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置でないと判定すると、ステップＳ１３の処理に進む。
【００２９】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ５０は、吸気管圧力センサ１６の検出値に基づいて吸気圧を算出する。続くステップＳ１２では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１において算出した吸気圧に基づいて主噴射量を算出する。例えばＥＣＵ５０は、エンジン回転速度及び吸気圧をパラメータとする空気量マップを参照して、供給空気量を算出する。そしてＥＣＵ５０は、算出した供給空気量を目標空燃比で除算した結果を主噴射量とする。なお、この場合エンジン回転速度は、例えばクランク角センサ３４の検出値から算出することができる。
【００３０】
ステップＳ１３では、ＥＣＵ５０は、クランク角度位置が主噴射実施位置であるか否かを判定する。ここで主噴射実施位置とは、吸気行程終了後から吸気行程開始までの所定タイミングとして予め設定されたクランク角度位置である。そしてＥＣＵ５０は、クランク角度位置が主噴射実施位置であると判定するとステップＳ１４の処理に進み、クランク角度位置が主噴射実施位置でないと判定すると今回の主噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３１】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１７を操作して、ステップＳ１２において算出された主噴射量の主噴射を実施する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、主噴射量に応じた噴射時間だけインジェクタ１７を開弁させる。そして、ＥＣＵ５０は、今回の主噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３２】
（追加噴射制御）
図４に示すステップＳ２０では、ＥＣＵ５０は、クランク角度センサの検出値に基づいてクランク角度位置を算出し、そのクランク角度位置の算出値が追加噴射用の吸気圧取得位置であるか否かを判定する。ここで吸気圧取得位置とは、吸気行程中の所定タイミングとして予め設定されたクランク角度位置である。この追加噴射用の吸気圧取得位置は、追加噴射による燃料噴射量（以下「追加噴射量」という）の最大値を考慮して設定される。追加噴射の噴射時間が吸気圧取得位置から吸気行程終了位置までのクランク角度範囲に制限されるからである。
【００３３】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置であると判定すると、ステップＳ２１の処理に進み、ステップＳ２０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置でないと判定すると、今回の主噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３４】
ステップＳ２１では、ＥＣＵ５０は、吸気管圧力センサ１６の検出値に基づいて吸気圧を算出する。続くステップＳ２２では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２１において算出した吸気圧に基づいて吸気下死点における吸気圧を算出する。例えばＥＣＵ５０は、吸気圧取得位置の吸気圧及びエンジン回転速度をパラメータとする吸気圧マップを参照して、ステップＳ２１において算出した吸気圧から吸気下死点における吸気圧を算出する。
【００３５】
続くステップＳ２３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２２において算出した吸気下死点における吸気圧に基づいて、目標空燃比を実現するために要する燃料噴射量を算出する。例えばＥＣＵ５０は、上述した空気量マップを参照して、エンジン回転速度及び吸気下死点における吸気圧から目標空燃比を実現するために要する燃料噴射量を算出する。
【００３６】
続くステップＳ２４では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２３において算出した燃料噴射量と、前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までの所定タイミングにて実施された主噴射の主噴射量とに基づいて追加噴射量を算出する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、例えばステップＳ２３において算出した燃料噴射量から主噴射量を差し引いた結果を追加噴射量とする。
【００３７】
続くステップＳ２５では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２４において算出した追加噴射量が所定量以上か否かを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、追加噴射量が所定量以上と判定すると、ステップＳ２４において算出した追加噴射量の追加噴射を実施し、今回の追加噴射制御プログラムの実行を終了する。一方、ＥＣＵ５０は、追加噴射量が所定量よりも少ないと判定すると、そのまま今回の追加噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３８】
次に、図５（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、本実施形態の燃料噴射制御について詳説する。図５はクランク角度位置に対する各物理量の推移を示す図であり、（ａ）はアクセル操作量の推移、（ｂ）は吸気圧の推移、（ｃ）は吸入空気量の推移、（ｄ）は主噴射による噴射率の推移、（ｅ）は追加噴射による噴射率の推移を示すグラフである。なお、図５ではクランク角度位置θ２９においてアクセル操作量が増加すること、具体的にはアクセルグリップが加速側に操作されることを想定している。
【００３９】
クランク角度位置が主噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ２２では、そのクランク角度位置θ２２における吸気圧が算出される。そして、算出された吸気圧から主噴射量が算出される。その後、クランク角度位置が主噴射実施位置となるクランク角度位置θ２４において、クランク角度位置θ２２において算出された噴射量の主噴射が実施される。
【００４０】
クランク角度位置が追加噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ２６では、そのクランク角度位置θ２６における吸気圧が算出される。そして、算出された吸気圧から先の主噴射（θ２４参照）による噴射量の不足分が算出される。
【００４１】
ここで、クランク角度位置θ２４において実施された主噴射の噴射量は、クランク角度位置θ２１からθ２３の吸気行程における供給空気量に基づいて算出されている。また、クランク角度位置θ２５からθ２８の吸気行程における供給空気量は、クランク角度位置θ２１からθ２３の吸気行程における供給空気量に対して殆ど変化していない。そのため、上記主噴射による噴射量の不足分は略０となる。その結果、クランク角度位置θ２６において追加噴射は実施されない。
【００４２】
クランク角度位置が主噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ２７では、上述したクランク角度位置θ２２の場合と同様の処理が実行され、結果として主噴射量が算出される。そして、クランク角度位置が主噴射実施位置となるクランク角度位置θ３０において、クランク角度位置θ２７の吸気圧に基づいて算出された噴射量の主噴射が実施される。
【００４３】
クランク角度位置が追加噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ３２では、クランク角度位置θ２６の場合と同様の処理が実行され、結果としてクランク角度位置θ３１からθ３４までの吸気行程における供給空気量が算出される。そして、算出された供給空気量に対する先の主噴射（θ３０参照）による噴射量の不足分が算出される。
【００４４】
ここで、クランク角度位置θ３０において実施された主噴射の噴射量は、クランク角度位置θ２５からθ２８の吸気行程における供給空気量に基づいて算出されている。また、クランク角度位置θ３１からθ３４までの吸気行程における供給空気量は、クランク角度位置θ２５からθ２８までの吸気行程における供給空気量に対して増加している。そのため、クランク角度位置θ３０において実施された主噴射による噴射量の不足分は大きくなる。その結果、上記噴射量の不足分の算出後（θ３３参照）において、その噴射量の不足分に相当する噴射量の追加噴射が実施される。
【００４５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４６】
今回、吸気行程にて取得された吸気圧に応じた噴射量の追加噴射を実施するようにした。ここでエンジン１０は、２輪車用の単気筒内燃機関であり、吸気管１１にサージタンクを備えていない。そのため、エンジン１０では、吸気行程の吸気圧がその吸気行程の供給空気量に良好に相関する。したがって、上述の如く追加噴射を実施することで、供給空気量に対する主噴射による噴射量の不足分を追加噴射で好適に補うことができる。これによりエンジン１０の空燃比を適正な値に保つことができる。
【００４７】
また、追加噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧に基づいて、吸気下死点における吸気圧を算出し、算出した吸気圧に基づいて供給空気量を算出した。このように追加噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧を吸気下死点における吸気圧に変換することで、主噴射量算出用の空気量マップを追加噴射量算出用の空気量マップとしても利用することができる。
【００４８】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、吸気行程にて取得された１つの吸気圧（追加噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧：図５に示すθ２６参照）に基づいて追加噴射量を算出した。しかしながら、これに限られず、吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、これら複数の吸気圧の推移に基づいて追加噴射量を算出してもよい。
【００５０】
こうして算出された追加噴射量が、１つの吸気圧に基づいて算出された噴射量よりも適正な噴射量となることが考えられる。この場合、エンジン１０の空燃比を精度よく制御することができる。また、複数の吸気圧の推移に基づいて吸気行程の早期に適正な追加噴射量を算出することができれば、吸気行程において追加噴射の噴射時間を確保することができる。この場合、追加噴射の最大噴射量が多くなることから、エンジン１０の空燃比を一層精度よく制御することができる。
【００５１】
例えば、吸気圧変化の勾配（吸気圧の単位クランク角度位置当たりの変化量）や吸気圧変化の積分値に基づいて、吸気下死点の吸気圧や追加噴射量を算出することが考えられる。
【００５２】
・上記実施形態では、追加噴射用の吸気圧取得位置を予め設定された固定値とした。しかしながら、これに限られず、追加噴射用の吸気圧取得位置は、吸気行程の吸気圧などに応じて可変設定してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、吸気管にサージタンクを備えない二輪車用の単気筒内燃機関であるエンジン１０を対象とした。しかしながら、これに限られず、本発明は二輪車以外の車両に搭載される単気筒内燃機関にも適用可能である。また、吸気管にサージタンクを備える単気筒内燃機関にも適用可能である。
【００５４】
・上記実施形態では、単気筒内燃機関であるエンジン１０を対象としたが、本発明は独立吸気式の多気筒内燃機関にも適用可能である。ここで、独立吸気式の多気筒内燃機関とは、複数気筒が互いに異なる吸気管に接続されている内燃機関のことである。
【００５５】
・上記実施形態では、吸気行程にて取得された１つの吸気圧（主噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧：図５に示すθ２７参照）に基づいて主噴射量を算出した。しかしながら、これに限られず、吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、これら複数の吸気圧の推移に基づいて主噴射量を算出してもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、スロットルバルブ１４にスロットル開度センサ１５を設けた。しかしながら、本発明によれば、供給空気量を精度よく検出し、空燃比を精度よく制御することができることから、スロットル開度センサを必ずしも設ける必要はない。すなわち、本発明によれば、スロットル開度センサを廃止することにより、空燃比制御の精度低下を抑制しつつ、エンジンシステムのコストを削減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】エンジンシステム全体の概略構成を示す図。
【図２】アクセル操作量、吸気圧、及び吸入空気量の各物理量の推移を示す図。
【図３】実施形態の主噴射制御プログラムの流れを示すフローチャート。
【図４】実施形態の追加噴射制御プログラムの流れを示すフローチャート。
【図５】実施形態の燃料噴射制御を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１０…エンジン（単気筒内燃機関）、１１…吸気管、１４…スロットルバルブ、１５…スロットル開度センサ、１６…吸気管圧力センサ、１７…インジェクタ（燃料噴射弁）、２１…吸気バルブ、２２…排気バルブ、２３…気筒、３４…クランク角センサ、５０…ＥＣＵ（吸気圧取得手段、主噴射制御手段、追加噴射制御手段）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関に適用される燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
集合吸気式の多気筒内燃機関を対象とし、車載内燃機関の燃焼サイクル毎に、主噴射及び追加噴射の２種類の燃料噴射を実施する燃料噴射制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載された燃料噴射制御装置では、排気行程においてその時の吸気圧に基づいて燃料噴射量を算出するとともにその噴射量により主噴射を排気行程中に実施する。加えて、吸気行程終了前の吸気圧に基づいて吸気行程終了時の吸気圧を推定し、推定した吸気圧に基づいて燃料噴射量を算出するとともにその噴射量の追加噴射を吸気行程中に実施するようにしている。この燃料噴射制御装置によれば、主噴射から追加噴射までの間に負荷変動が生じたとしても、追加噴射によって主噴射による噴射量の不足分を補うことができる。これにより内燃機関の空燃比を適正な値に保とうとしている。
【特許文献１】特開２００５−６９０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、集合吸気式の多気筒内燃機関と単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関とでは、内燃機関の負荷変動に対する吸気圧の変化の態様が異なる。すなわち、単気筒内燃機関では１つの気筒が１つの吸気管に接続されている。また、独立吸気式の多気筒内燃機関では複数気筒が互いに異なる吸気管に接続されている。そのため、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関では、燃料噴射対象の気筒の吸気行程でのみ吸気圧が内燃機関の負荷変動と相関し、吸気行程以外の行程では吸気圧が負荷変動と相関しない。したがって、特許文献１に記載された技術を単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関に適用したとしても、これらの内燃機関の空燃比を適正な値に保つべく、適正な燃料噴射制御を実施することができない。
【０００４】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであって、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の空燃比を適正な値に保つ燃料噴射装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。
【０００６】
本発明は、単気筒内燃機関又は独立吸気式の多気筒内燃機関に適用され、内燃機関の空燃比を適正な値に保つべく同内燃機関の燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置である。そして、請求項１に記載の発明では、吸気通路内の吸気圧を都度の吸気行程にて取得し、前回の吸気行程にて取得された吸気圧に応じた噴射量の主噴射を、前回の吸気行程終了から今回の吸気行程開始までの所定タイミングにて実施し、今回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて、上記主噴射による噴射量の不足分を補う追加噴射を今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施する。
【０００７】
ここで、単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関では、燃料噴射対象の気筒の吸気行程でのみ吸気圧が内燃機関の負荷変動と相関し、吸気行程以外の行程では吸気圧が負荷変動と相関しない。そのため、単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関では、上述の如く前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までに実施する主噴射の噴射量は、前回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて算出される。したがって、前回の吸気行程終了後から主噴射までの間に内燃機関の負荷が変動し、今回の吸気行程において気筒内に供給される空気量（供給空気量）が増加した場合には、その供給空気量に対して主噴射による噴射量が不足する。
【０００８】
一方、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の吸気通路の容積は、集合吸気式の多気筒内燃機関の吸気通路の容積よりも小さくなると考えられる。すなわち、集合吸気式の多気筒内燃機関では、複数気筒が１つの吸気通路に接続されていることから、吸気通路の容積が相対的に大きくなる。これに対して、単気筒内燃機関では１つの気筒が１つの吸気通路に接続されており、また独立吸気式の多気筒内燃機関では複数気筒が互いに異なる吸気通路に接続されている。その結果、単気筒内燃機関及び独立吸気式の多気筒内燃機関の吸気通路の容積は相対的に小さくなる。そのため、単気筒内燃機関や独立吸気式の多気筒内燃機関では、吸気行程の吸気圧が内燃機関の負荷と良好に相関する。
【０００９】
したがって、上述の如く今回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて追加噴射を今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施することにより、供給空気量に対する主噴射による噴射量の不足分を追加噴射で好適に補うことができる。これにより内燃機関の空燃比を適正な値に保つことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、都度の吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、取得された複数の吸気圧の推移に基づいて、追加噴射の噴射量を算出する。こうして算出された追加噴射の噴射量が１つの吸気圧に基づいて算出された追加噴の噴射量よりも適正な噴射量となることが考えられる。この場合、内燃機関の空燃比を精度よく制御することができる。
【００１１】
ここで、吸気下死点における吸気圧は、内燃機関の負荷と相対的に良好に相関する。そのため、吸気行程の吸気下死点以前に取得された吸気圧に基づいて吸気下死点における吸気圧を推定し、推定された吸気下死点における吸気圧に基づいて追加噴射の噴射量を算出してもよい（請求項３）。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、吸気通路にサージタンクのない内燃機関に適用される。こうした内燃機関では、吸気通路にサージタンクを備える内燃機関よりも吸気通路の容積が小さい。その結果、吸気行程の吸気圧とその吸気行程における供給空気量とが一層良好に相関する。これにより、内燃機関の空燃比を一層精度よく制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。本実施形態は、単気筒内燃機関である二輪車用４サイクルガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射制御を実施することとしている。先ずは、図１を参照しながら、エンジン制御システム全体の概略構成について説明する。
【００１４】
図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、その下流側にはスロットルバルブ１４が設けられている。エアクリーナ１２には吸気温を検出するための吸気温センサ１３が設けられ、スロットルバルブ１４にはスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５が設けられている。スロットルバルブ１４の下流側には吸気管１１内の圧力（以下「吸気圧」という）を検出するための吸気管圧力センサ１６が設けられている。さらに、吸気管１１の吸気ポート近傍には、燃料噴射弁としての電磁駆動式のインジェクタ１７が取り付けられている。この吸気管１１にはサージタンクが設けられていない。
【００１５】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開弁により空気と燃料との混合気が気筒２３内に導入され、排気バルブ２２の開弁により燃焼後の排気が排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等からなる点火装置２６を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、気筒２３内に導入された混合気が着火され燃焼に供される。
【００１６】
排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられている。また、エンジン１０には、同エンジン１０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状の検出信号を出力するクランク角センサ３４が設けられている。また、燃料系において、燃料タンク４１内にはインタンク式の燃料ポンプモジュール４２が設けられており、燃料タンク４１内の燃料が燃料配管４３を介してインジェクタ１７に供給されるようになっている。
【００１７】
ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ５０には、上述した吸気管圧力センサ１６及びクランク角センサ３４に加え、エンジン１０の冷却水温や油温などのエンジン温度を検出する温度センサ３５が接続されている。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することにより、エンジン１０の各部を制御する。例えば、ＥＣＵ５０はインジェクタ１７を操作してエンジン１０の燃料噴射制御を実施する。
【００１８】
次に、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、吸気圧の変化と、吸気管１１内から気筒２３内へ単位時間当たりに流れる空気量（以下「吸入空気量」という）の変化とについて説明する。図２はクランク角度位置に対する各物理量の推移を示す図であり、（ａ）はアクセル操作量の推移、（ｂ）は吸気圧の推移、（ｃ）は吸入空気量の推移を示すグラフである。なお、図２では、クランク角度位置θ１４においてアクセル操作量が増加すること、具体的にはアクセルグリップが加速側に操作されることを想定している。
【００１９】
図２に示すクランク角度位置θ１１において吸気行程が開始されると、吸気管１１内の空気が気筒２３内へ吸い込まれ（図２（ｃ）参照）、結果として吸気圧が負圧となる（図２（ｂ）参照）。クランク角度位置θ１１以降では、吸入空気量が、ピストン２７の降下に伴って吸気行程開始（θ１１参照）からピストン２７の吸気下死点近傍（θ１２参照）にかけて増大する（図２（ｃ）参照）。その結果、吸気圧が吸気行程開始から吸気下死点近傍にかけて低下する（図２（ｂ）参照）。
【００２０】
その後、クランク角度位置θ１３において吸気行程が終了すると、吸入空気量が０となる（図２（ｃ）参照）。その結果、吸気行程終了（θ１３参照）から次回の吸気行程開始（θ１５参照）にかけて、吸気圧が大気圧近傍の圧力まで上昇する（図２（ｂ）参照）。
【００２１】
クランク角度位置θ１４においてアクセル操作量が増加すると、スロットルバルブ１４の開度が大きくなる。その結果、クランク角度位置θ１５〜θ１６の吸気行程において気筒内２３に供給される空気量（以下「供給空気量」という）は、クランク角度位置θ１１〜θ１３の吸気行程における供給空気量よりも多くなる。一方、クランク角度位置θ１５〜θ１６の吸気行程における吸気圧は、クランク角度位置θ１１〜θ１３の吸気行程における吸気圧よりも大きくなる。
【００２２】
このように、吸気行程の吸気圧は、その吸気行程の吸入空気量に相関し、その吸気行程における供給空気量（吸入空気量の積分値：図２に示す斜線部の面積に相当）と相関する。特にエンジン１０は、２輪車用の単気筒内燃機関であり、吸気管１１にサージタンクを備えていないため、吸気管１１の容積が小さくなっている。すなわち、２輪車用のエンジン１０では吸気管１１の長さが四輪車用の内燃機関よりも短くなっている。また、単気筒のエンジン１０では１つの気筒２３が１つの吸気管１１に接続されている。さらに、エンジン１０は吸気管１１にサージタンクを備えていない。その結果として、吸気管１１の容積が小さくなっている。これにより、エンジン１０では、吸気圧の変化がなまされず、吸気行程の吸気圧が供給空気量と良好に相関する。
【００２３】
ところで、集合吸気式の多気筒内燃機関では、複数気筒が１つの吸気管に接続されている。また、複数気筒のうち一の気筒に着目した場合において、一の気筒の吸気行程以外の行程に他の気筒の吸気行程が割り当てられている。そのため、一の気筒に関しその燃焼サイクルの吸気行程の吸気圧に加え、他の行程の吸気圧も供給空気量に相関する。特に４気筒以上の集合吸気式の多気筒内燃機関では、都度のサイクルの全行程の吸気圧が供給空気量に相関することとなる。そのため、前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までに実施する主噴射の噴射量は、その噴射直前の吸気圧に基づいて算出することができる。これにより、前回の吸気行程終了後から主噴射までの間にエンジン負荷が増大し、供給空気量が増加したとしても、その供給空気量の増加に対して主噴射による燃料噴射量（以下「主噴射量」という）を増量することで、内燃機関の空燃比を適正に保つことができる。
【００２４】
これに対して、単気筒のエンジン１０では、１つの気筒２３が１つの吸気管１１に接続されていることから、気筒２３の吸気行程でのみ吸気圧が供給空気量に相関し、吸気行程以外の行程では吸気圧が供給空気量に相関しない。そのため、上述の如く前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までに実施する主噴射の噴射量は、前回の吸気行程の吸気圧に基づいて算出する必要がある。そのため、前回の吸気行程終了後から主噴射までの間にエンジン負荷が増大し、供給空気量が増加した場合には、供給空気量に対して主噴射量が不足することとなる。
【００２５】
そこで、本実施形態では、都度の燃焼サイクル毎に主噴射及び追加噴射の２種類の燃料噴射を実施するようにしている。ここで、主噴射とは前回の吸気行程の吸気圧に応じた噴射量の燃料噴射である。この主噴射は、前回の吸気行程終了から今回の吸気行程開始前までの所定タイミングにて実施される。一方、追加噴射とは今回の吸気行程の吸気圧に応じた噴射量の燃料噴射である。この追加噴射は、供給空気量に対する主噴射量の不足分を補うべく、今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施される。
【００２６】
次に、図３，４を参照しながら、主噴射制御及び追加噴射制御について詳説する。図３は主噴射制御プログラムの流れを示すフローチャートであり、図４は追加噴射制御プログラムの流れを示すフローチャートである。これらのプログラムは、ＥＣＵ５０により所定周期（所定クランク角ごとに又は所定時間周期）で実行される。
【００２７】
（主噴射制御）
図３に示すステップＳ１０では、ＥＣＵ５０は、クランク角度センサ３４の検出信号に基づいてクランク角度位置を算出し、そのクランク角度位置の算出値が主噴射用の吸気圧取得位置であるか否かを判定する。ここで、吸気圧取得位置とは、吸気行程中の所定タイミングとして予め設定されたクランク角度位置である。この主噴射用の吸気圧取得位置は、吸気行程の吸気圧とその吸気行程における供給空気量とが最も良好に相関するクランク角度位置（例えば、吸気下死点のクランク角度位置）に設定することが望ましい。
【００２８】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置であると判定すると、ステップＳ１１の処理に進み、ステップＳ１０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置でないと判定すると、ステップＳ１３の処理に進む。
【００２９】
ステップＳ１１では、ＥＣＵ５０は、吸気管圧力センサ１６の検出値に基づいて吸気圧を算出する。続くステップＳ１２では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１において算出した吸気圧に基づいて主噴射量を算出する。例えばＥＣＵ５０は、エンジン回転速度及び吸気圧をパラメータとする空気量マップを参照して、供給空気量を算出する。そしてＥＣＵ５０は、算出した供給空気量を目標空燃比で除算した結果を主噴射量とする。なお、この場合エンジン回転速度は、例えばクランク角センサ３４の検出値から算出することができる。
【００３０】
ステップＳ１３では、ＥＣＵ５０は、クランク角度位置が主噴射実施位置であるか否かを判定する。ここで主噴射実施位置とは、吸気行程終了後から吸気行程開始までの所定タイミングとして予め設定されたクランク角度位置である。そしてＥＣＵ５０は、クランク角度位置が主噴射実施位置であると判定するとステップＳ１４の処理に進み、クランク角度位置が主噴射実施位置でないと判定すると今回の主噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３１】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１７を操作して、ステップＳ１２において算出された主噴射量の主噴射を実施する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、主噴射量に応じた噴射時間だけインジェクタ１７を開弁させる。そして、ＥＣＵ５０は、今回の主噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３２】
（追加噴射制御）
図４に示すステップＳ２０では、ＥＣＵ５０は、クランク角度センサの検出値に基づいてクランク角度位置を算出し、そのクランク角度位置の算出値が追加噴射用の吸気圧取得位置であるか否かを判定する。ここで吸気圧取得位置とは、吸気行程中の所定タイミングとして予め設定されたクランク角度位置である。この追加噴射用の吸気圧取得位置は、追加噴射による燃料噴射量（以下「追加噴射量」という）の最大値を考慮して設定される。追加噴射の噴射時間が吸気圧取得位置から吸気行程終了位置までのクランク角度範囲に制限されるからである。
【００３３】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置であると判定すると、ステップＳ２１の処理に進み、ステップＳ２０においてクランク角度位置が吸気圧取得位置でないと判定すると、今回の主噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３４】
ステップＳ２１では、ＥＣＵ５０は、吸気管圧力センサ１６の検出値に基づいて吸気圧を算出する。続くステップＳ２２では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２１において算出した吸気圧に基づいて吸気下死点における吸気圧を算出する。例えばＥＣＵ５０は、吸気圧取得位置の吸気圧及びエンジン回転速度をパラメータとする吸気圧マップを参照して、ステップＳ２１において算出した吸気圧から吸気下死点における吸気圧を算出する。
【００３５】
続くステップＳ２３では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２２において算出した吸気下死点における吸気圧に基づいて、目標空燃比を実現するために要する燃料噴射量を算出する。例えばＥＣＵ５０は、上述した空気量マップを参照して、エンジン回転速度及び吸気下死点における吸気圧から目標空燃比を実現するために要する燃料噴射量を算出する。
【００３６】
続くステップＳ２４では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２３において算出した燃料噴射量と、前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までの所定タイミングにて実施された主噴射の主噴射量とに基づいて追加噴射量を算出する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、例えばステップＳ２３において算出した燃料噴射量から主噴射量を差し引いた結果を追加噴射量とする。
【００３７】
続くステップＳ２５では、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２４において算出した追加噴射量が所定量以上か否かを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、追加噴射量が所定量以上と判定すると、ステップＳ２４において算出した追加噴射量の追加噴射を実施し、今回の追加噴射制御プログラムの実行を終了する。一方、ＥＣＵ５０は、追加噴射量が所定量よりも少ないと判定すると、そのまま今回の追加噴射制御プログラムの実行を終了する。
【００３８】
次に、図５（ａ）〜（ｅ）を参照しながら、本実施形態の燃料噴射制御について詳説する。図５はクランク角度位置に対する各物理量の推移を示す図であり、（ａ）はアクセル操作量の推移、（ｂ）は吸気圧の推移、（ｃ）は吸入空気量の推移、（ｄ）は主噴射による噴射率の推移、（ｅ）は追加噴射による噴射率の推移を示すグラフである。なお、図５ではクランク角度位置θ２９においてアクセル操作量が増加すること、具体的にはアクセルグリップが加速側に操作されることを想定している。
【００３９】
クランク角度位置が主噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ２２では、そのクランク角度位置θ２２における吸気圧が算出される。そして、算出された吸気圧から主噴射量が算出される。その後、クランク角度位置が主噴射実施位置となるクランク角度位置θ２４において、クランク角度位置θ２２において算出された噴射量の主噴射が実施される。
【００４０】
クランク角度位置が追加噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ２６では、そのクランク角度位置θ２６における吸気圧が算出される。そして、算出された吸気圧から先の主噴射（θ２４参照）による噴射量の不足分が算出される。
【００４１】
ここで、クランク角度位置θ２４において実施された主噴射の噴射量は、クランク角度位置θ２１からθ２３の吸気行程における供給空気量に基づいて算出されている。また、クランク角度位置θ２５からθ２８の吸気行程における供給空気量は、クランク角度位置θ２１からθ２３の吸気行程における供給空気量に対して殆ど変化していない。そのため、上記主噴射による噴射量の不足分は略０となる。その結果、クランク角度位置θ２６において追加噴射は実施されない。
【００４２】
クランク角度位置が主噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ２７では、上述したクランク角度位置θ２２の場合と同様の処理が実行され、結果として主噴射量が算出される。そして、クランク角度位置が主噴射実施位置となるクランク角度位置θ３０において、クランク角度位置θ２７の吸気圧に基づいて算出された噴射量の主噴射が実施される。
【００４３】
クランク角度位置が追加噴射用の吸気圧取得位置となるクランク角度位置θ３２では、クランク角度位置θ２６の場合と同様の処理が実行され、結果としてクランク角度位置θ３１からθ３４までの吸気行程における供給空気量が算出される。そして、算出された供給空気量に対する先の主噴射（θ３０参照）による噴射量の不足分が算出される。
【００４４】
ここで、クランク角度位置θ３０において実施された主噴射の噴射量は、クランク角度位置θ２５からθ２８の吸気行程における供給空気量に基づいて算出されている。また、クランク角度位置θ３１からθ３４までの吸気行程における供給空気量は、クランク角度位置θ２５からθ２８までの吸気行程における供給空気量に対して増加している。そのため、クランク角度位置θ３０において実施された主噴射による噴射量の不足分は大きくなる。その結果、上記噴射量の不足分の算出後（θ３３参照）において、その噴射量の不足分に相当する噴射量の追加噴射が実施される。
【００４５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４６】
今回、吸気行程にて取得された吸気圧に応じた噴射量の追加噴射を実施するようにした。ここでエンジン１０は、２輪車用の単気筒内燃機関であり、吸気管１１にサージタンクを備えていない。そのため、エンジン１０では、吸気行程の吸気圧がその吸気行程の供給空気量に良好に相関する。したがって、上述の如く追加噴射を実施することで、供給空気量に対する主噴射による噴射量の不足分を追加噴射で好適に補うことができる。これによりエンジン１０の空燃比を適正な値に保つことができる。
【００４７】
また、追加噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧に基づいて、吸気下死点における吸気圧を算出し、算出した吸気圧に基づいて供給空気量を算出した。このように追加噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧を吸気下死点における吸気圧に変換することで、主噴射量算出用の空気量マップを追加噴射量算出用の空気量マップとしても利用することができる。
【００４８】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、吸気行程にて取得された１つの吸気圧（追加噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧：図５に示すθ２６参照）に基づいて追加噴射量を算出した。しかしながら、これに限られず、吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、これら複数の吸気圧の推移に基づいて追加噴射量を算出してもよい。
【００５０】
こうして算出された追加噴射量が、１つの吸気圧に基づいて算出された噴射量よりも適正な噴射量となることが考えられる。この場合、エンジン１０の空燃比を精度よく制御することができる。また、複数の吸気圧の推移に基づいて吸気行程の早期に適正な追加噴射量を算出することができれば、吸気行程において追加噴射の噴射時間を確保することができる。この場合、追加噴射の最大噴射量が多くなることから、エンジン１０の空燃比を一層精度よく制御することができる。
【００５１】
例えば、吸気圧変化の勾配（吸気圧の単位クランク角度位置当たりの変化量）や吸気圧変化の積分値に基づいて、吸気下死点の吸気圧や追加噴射量を算出することが考えられる。
【００５２】
・上記実施形態では、追加噴射用の吸気圧取得位置を予め設定された固定値とした。しかしながら、これに限られず、追加噴射用の吸気圧取得位置は、吸気行程の吸気圧などに応じて可変設定してもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、吸気管にサージタンクを備えない二輪車用の単気筒内燃機関であるエンジン１０を対象とした。しかしながら、これに限られず、本発明は二輪車以外の車両に搭載される単気筒内燃機関にも適用可能である。また、吸気管にサージタンクを備える単気筒内燃機関にも適用可能である。
【００５４】
・上記実施形態では、単気筒内燃機関であるエンジン１０を対象としたが、本発明は独立吸気式の多気筒内燃機関にも適用可能である。ここで、独立吸気式の多気筒内燃機関とは、複数気筒が互いに異なる吸気管に接続されている内燃機関のことである。
【００５５】
・上記実施形態では、吸気行程にて取得された１つの吸気圧（主噴射用の吸気圧取得位置における吸気圧：図５に示すθ２７参照）に基づいて主噴射量を算出した。しかしながら、これに限られず、吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、これら複数の吸気圧の推移に基づいて主噴射量を算出してもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、スロットルバルブ１４にスロットル開度センサ１５を設けた。しかしながら、本発明によれば、供給空気量を精度よく検出し、空燃比を精度よく制御することができることから、スロットル開度センサを必ずしも設ける必要はない。すなわち、本発明によれば、スロットル開度センサを廃止することにより、空燃比制御の精度低下を抑制しつつ、エンジンシステムのコストを削減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】エンジンシステム全体の概略構成を示す図。
【図２】アクセル操作量、吸気圧、及び吸入空気量の各物理量の推移を示す図。
【図３】実施形態の主噴射制御プログラムの流れを示すフローチャート。
【図４】実施形態の追加噴射制御プログラムの流れを示すフローチャート。
【図５】実施形態の燃料噴射制御を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
１０…エンジン（単気筒内燃機関）、１１…吸気管、１４…スロットルバルブ、１５…スロットル開度センサ、１６…吸気管圧力センサ、１７…インジェクタ（燃料噴射弁）、２１…吸気バルブ、２２…排気バルブ、２３…気筒、３４…クランク角センサ、５０…ＥＣＵ（吸気圧取得手段、主噴射制御手段、追加噴射制御手段）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単気筒内燃機関又は独立吸気式の多気筒内燃機関に適用され、前記内燃機関の空燃比を適正な値に保つべく同内燃機関の吸気通路に設けられた燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記吸気通路内の吸気圧を都度の吸気行程にて取得する吸気圧取得手段と、
前記吸気圧取得手段により前回の吸気行程にて取得された吸気圧に応じた噴射量の主噴射を、前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までの所定タイミングにて実施する主噴射制御手段と、
前記吸気圧取得手段により今回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて、主噴射による噴射量の不足分を補う追加噴射を今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施する追加噴射制御手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記吸気圧取得手段は、都度の吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、
前記追加噴射制御手段は、前記吸気圧取得手段により取得された複数の吸気圧の推移に基づいて、前記追加噴射の噴射量を算出する請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記追加噴射制御手段は、吸気行程の吸気下死点以前に取得された吸気圧に基づいて吸気下死点における吸気圧を推定し、推定された吸気下死点における吸気圧に基づいて前記追加噴射の噴射量を算出する請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
吸気通路にサージタンクのない内燃機関に適用される請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項１】
単気筒内燃機関又は独立吸気式の多気筒内燃機関に適用され、前記内燃機関の空燃比を適正な値に保つべく同内燃機関の吸気通路に設けられた燃料噴射弁による燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記吸気通路内の吸気圧を都度の吸気行程にて取得する吸気圧取得手段と、
前記吸気圧取得手段により前回の吸気行程にて取得された吸気圧に応じた噴射量の主噴射を、前回の吸気行程終了後から今回の吸気行程開始前までの所定タイミングにて実施する主噴射制御手段と、
前記吸気圧取得手段により今回の吸気行程にて取得された吸気圧に基づいて、主噴射による噴射量の不足分を補う追加噴射を今回の吸気行程中の所定タイミングにて実施する追加噴射制御手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記吸気圧取得手段は、都度の吸気行程にて複数回、吸気圧を取得し、
前記追加噴射制御手段は、前記吸気圧取得手段により取得された複数の吸気圧の推移に基づいて、前記追加噴射の噴射量を算出する請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記追加噴射制御手段は、吸気行程の吸気下死点以前に取得された吸気圧に基づいて吸気下死点における吸気圧を推定し、推定された吸気下死点における吸気圧に基づいて前記追加噴射の噴射量を算出する請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
吸気通路にサージタンクのない内燃機関に適用される請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１２７６１８（Ｐ２００９−１２７６１８Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０７３０７（Ｐ２００７−３０７３０７）
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２８日（２００７．１１．２８）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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